Трансформаторный режим асинхронной машины

В трансформаторном режиме асинхронная машина работает при неподвижном роторе (). Этот режим используется в асинхронных двигателях с фазным ротором для получения либо регулируемого напряжения, либо регулируемого индуктивного сопротивления.

Ротор такого двигателя может с помощью специального поворотного устройства занимать любое положение относительно статора. Обмотки статора и ротора соединяются либо по трансформаторной (рис. 4.50), либо по автотрансформаторной (рис. 4.51) схеме.

Асинхронная машина с трансформаторной схемой соединения обмоток называется фазорегулятором, а с автотрансформаторной - индукционным регулятором. В обеих схемах при включении обмотки статора в сеть возникает вращающийся магнитный поток, который наводит в обмотке ротора ЭДС . Величина этой ЭДС определяется коэффициентом трансформации ;

,

а ее фаза относительно напряжения задается положением магнитной оси обмотки ротора относительно статора . В фазорегуляторе выходное напряжение можно принять равным ЭДС обмотки ротора,

.

Поэтому при повороте ротора фазорегулятора будет меняться фаза выходного напряжения, а величина напряжения будет оставаться постоянной (рис. 4.50, б).

В индукционном регуляторе выходное напряжение определяется суммой напряжения сети и ЭДС ротора (рис. 4.51, б),

.

Поэтому при повороте ротора величина напряжения будет меняться, достигая максимального значения , когда оси обмоток совпадают, и минимального значения , когда оси обмоток находятся в противофазе. Диапазон регулирования напряжения зависит от коэффициента трансформации . При напряжение индукционного регулятора меняется от 0 до , что соответствует максимальному диапазону регулирования.

Одновременно с изменением напряжения индукционного регулятора меняется в небольшом диапазоне и его фаза. Если по каким-либо причинам изменение фазы нежелательно, то применяют сдвоенный индукционный регулятор, у которого магнитные поля вращаются в противоположных направлениях.

Принципиальная схема сдвоенного индукционного регулятора представлена на рис. 4.52.

Обмотки статоров двух регуляторов включаются параллельно, а роторов - последовательно с учетом разного чередования фаз. При повороте ротора ЭДС его обмоток и сдвигаются на угол в противоположных направлениях, поэтому фаза выходного напряжения

остается неизменной.

Трехфазная асинхронная машина может быть использована также в качестве регулируемого индуктивного сопротивления. Если обмотки ротора и статора включить по схеме рис. 4.53, то индуктивное сопротивление фазы будет зависеть от положения ротора:

,

где - полное индуктивное сопротивление обмотки статора; - полное индуктивное сопротивление обмотки ротора; - сопротивление взаимоиндукции обмоток статора и ротора.